JP2016199943A - 逆流防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弁体の着脱が容易で、勾配が急な管路にも対応可能な逆流防止装置の提供する。
【解決手段】管路６０の端部内側に挿入する筒状の本体１０と、本体１０の外周部に設けられた開口部２０から本体１０の内部に挿入される可撓性を有する板状の弁体３０と、を有し、開口部２０は、管路６０の上流側５を凸とする湾曲曲線に沿って形成され、弁体３０は、開口部２０から一部が本体１０の外周部に露出して配置され開口部２０において湾曲曲線に沿って湾曲された状態で支持する。
【選択図】図３

Description

本発明は、逆流防止装置に関する。

従来、管路に設ける逆流防止装置として、略円筒状のスリーブの溝にゴム製の逆止弁を取り付けたものがある（例えば特許文献１）。また、ゴム弾性を有する板状のバルブをスリット状の開口に挿入し、ゴムの弾性の反力により開口部を閉塞するものがある（例えば特許文献２）。

特開平０５−９１９６４号公報 特開２０００−８７４１２号公報

特許文献１の構成では、例えば排水経路が傾斜すると、ゴムの自重により逆止弁が弁座部から離れてしまう虞がある。特許文献２の構成では、スリット部分を軸に板状のバルブ（弁体）が折り曲げられているため、バルブの挿入作業が困難である。また、バルブの交換が難しいという問題もある。

本発明は、以上のような課題に鑑みなされたものであり、弁体の着脱が容易で、勾配が急な管路にも対応可能な逆流防止装置を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために本発明の逆流防止装置は、管路の下流側からの逆流を防止する逆流防止装置であって、前記管路の端部内側に挿入する筒状の本体と、前記本体の外周部に設けられた開口部から前記本体の内部に挿入される可撓性を有する板状の弁体と、を有し、前記開口部は、前記管路の上流側を凸とする湾曲曲線に沿って形成され、前記弁体は、前記開口部から一部が前記本体の外周部に露出して配置され前記開口部において前記湾曲曲線に沿って湾曲された状態で支持されている。

本発明によれば、弁体の着脱が容易で、勾配が急な管路にも対応可能な逆流防止装置を提供できる。

実施形態の逆流防止装置を示す平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った逆流防止装置の断面図であり、逆流防止状態を示す。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った逆流防止装置の断面図であり、順流状態を示す。 図１の逆流防止装置の開口部を示し、図２の視野ＩＶから見た開口部の矢視図である。 図１の逆流防止装置に備えられる弁体の平面図である。 図１の逆流防止装置の斜視図であり、弁体を取り外した状態を示す。 実施形態の逆流防止装置に適用可能な変形例の開口部を示す図であり、図７（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ別の変形例の開口部である。 実施形態の逆流防止装置を示す斜視図であり、変形例の止水体を採用した例を示す図である。 弁体の抵抗力を測定する試験に用いる保持治具を示す図である。 急勾配の管路に図１逆流防止装置を設置した使用状態を示す。

以下に本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明の技術範囲は本実施形態に限定しない。各実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々に変更できる。

本発明の一例である実施形態の逆流防止装置１について説明する。
図１は、本実施形態の逆流防止装置１を示す平面図である。
図２、図３は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った逆流防止装置１の断面図である。なお、図３は、管路６０に逆流防止装置１を取り付け、さらに上流側５から下流側６に流体が流入した際の状態を示している。
図４は、逆流防止装置１の開口部２０を示す図である。
図５は、弁体の平面図である。
図６は、逆流防止装置１の斜視図である。
逆流防止装置１は、管路６０（図３参照）の内周面に固定され、管路６０の下流側からの逆流を防止する装置である。

逆流防止装置１は、筒状の本体１０と、可撓性を有する板状の弁体３０と、本体１０の外周部１１に設けられた可撓性を有する止水体５０と、を有する。弁体３０は、本体１０に設けられた開口部２０から本体１０の内部１２に挿入され、本体１０の内部１２を、上流側５と下流側６とに区画する。止水体５０は、本体１０の外周部１１の一部を覆うように本体１０と一体的に設けられている。また、止水体５０は、径方向に延びるヒダ状の複数の突出部５１を有する。

本体１０は、円筒形状を有している。本体１０の外周部１１には、本体１０の外周部１１から内部１２まで貫通する開口部２０が設けられている。図１〜図３に示すように、開口部２０には、弁体３０が挿入されて、弁体３０は、本体１０の内部１２に配置される。開口部２０は、本体１０の外周部１１において、円周方向に延びるスリットである。開口部２０は、上流側５を凸とする湾曲曲線Ｌに沿って形成されている。図２に示すように、開口部２０は、下流側６を向く第１面２０ａと、上流側５を向く第２面２０ｂとを有している。第１面２０ａと第２面２０ｂとは、互いに対向している。開口部２０の幅である第１面２０ａと第２面２０ｂとの間の隙間は、弁体３０の厚さより大きくなっており、開口部２０から弁体３０を挿入できる。
弁体３０は圧縮変形できるため、前記隙間は弁体３０の厚さ以下としても良い。この場合、開口部２０と弁体３０はより密着する。

図２および図４を基に開口部２０および湾曲曲線Ｌについて説明する。なお、図４は、図２の視野ＩＶから見た開口部２０の矢視図である。
図２に示すように、本体１０の中心軸に対して、角度θで傾く基準線Ｊを設定する。仮想平面Ｐは基準線Ｊと直交する平面である。
図４に示すように視野ＩＶから見ると、湾曲曲線Ｌは仮想平面Ｐ上に、曲率半径Ｒで湾曲する円弧に現れる。開口部２０は、湾曲曲線Ｌに沿った湾曲する形状で本体１０に設ける。

図２に示すように、開口部２０は、本体１０の外周部１１から内部１２に達するように基準線Ｊに沿う方向に貫通する。開口部２０の第１面２０ａおよび第２面２０ｂは、基準線Ｊに沿って傾斜している。開口部２０に挿入された弁体３０は、開口部２０に沿って曲率半径Ｒで湾曲すると共に、角度θだけ傾斜する。

湾曲曲線Ｌは、上流側５に凸であり、その曲率半径Ｒは、１５０ｍｍ以下とすることが好ましい。後段において説明するように、開口部２０には、弁体３０が挿入され、湾曲曲線Ｌに沿って弁体３０を湾曲させる。湾曲曲線Ｌの曲率半径Ｒを１５０ｍｍ以下とする場合には、弁体３０の湾曲も曲率半径が１５０ｍｍ以下となる。１５０ｍｍ以下の曲率半径で湾曲された弁体３０は、剛性が高まるため、いかなる姿勢で配置された場合であっても、自重でめくれることがない。したがって、例えば逆流防止装置１を、上流側５を上方に下流側６を下方として、急勾配の管路６２（図１０参照）に配置した場合であっても、弁体３０が、本体１０の内部１２を区画した状態を保つことができる。

また、弁体３０は、１５０ｍｍ以下の曲率半径で湾曲されていることで、下流側６から高い圧力が作用しても、上流側５に屈曲しにくい。管路６０の下流から本体１０に向かって大量の流体が流れ込み、本体１０の下流側６の圧力が高まった場合であっても、流体が上流側５に流入することを抑制できる。さらに、弁体３０は、上流側５に凸に湾曲されているため、上流側５からの圧力に対しては、容易に屈曲できる。したがって、上流側５から下流側６に向かう流体の流れを阻害しがたい。

本体１０の内部１２には、下流側６の流路を広げる段差１３が設けられている。段差１３は、開口部２０と同様に、湾曲曲線Ｌに沿って形成されている。段差１３の下流側６を向く段差面１３ａは、基準線Ｊに沿って傾斜している。また、段差面１３ａは、開口部２０の第１面２０ａと連続している。開口部２０の第１面２０ａと段差面１３ａは、弁体３０と接触する。即ち、開口部２０から挿入された弁体３０は、開口部２０の第１面２０ａと段差面１３ａに沿って本体１０の内部１２に配置される。なお、本実施例では、下流側６の流路を広げる段差１３としたが、上流側５の流路を狭める段差としても良い。つまり、段差が弁体３０と接触する座面として機能する構成であれば良い。

本体１０は、例えば、塩化ビニル樹脂などの合成樹脂からなる。また、塩化ビニル樹脂に可塑剤、安定剤、充填剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、加工助剤等の各種添加剤を適宜配合したものであってもよい。本体１０の素材は合成樹脂に限定せず、例えば金属であっても良い。

弁体３０は、可撓性を有する板状の部材であり、開口部２０から本体１０の内部１２に挿入されている。弁体３０は、自然状態で平坦な平板であり、湾曲する開口部２０に挿入されることで、開口部２０に沿って湾曲する。また、弁体３０は、開口部２０から本体１０の下流側６に向かって傾斜して配置される。

弁体３０は、図５、図６に示すように、本体１０の内部１２に挿入された状態で、本体１０の内部１２に位置する挿入部３１と、開口部２０から本体１０の外周部１１に露出する露出部３２と、を有する。
挿入部３１は、略楕円形状を有し、本体１０の開口部２０から斜めに挿入することで、外縁が本体１０の内周面に沿った状態で配置される。
露出部３２は、挿入部３１の外縁の一部を外側に拡大した形状を有する。露出部３２は、開口部２０の長さより湾曲曲線Ｌに沿う方向に長く、開口部２０に挿入されない。なお、ここで開口部２０の長さとは、開口部２０における湾曲曲線Ｌに沿った距離である。露出部３２によって、弁体３０は、開口部２０に係止される。露出部３２は、弁体３０が本体１０の内部１２に完全に入ってしまうこと防止する。

弁体３０は、図２に示すように、本体１０の内部１２において上流側５を向く第１面３０ａと、下流側６を向く第２面３０ｂと、を有する。弁体３０は、自然状態で平坦な板であり開口部２０沿って弾性変形により湾曲している。したがって、弁体３０は、平坦な形状に戻ろうとして開口部２０の第１面２０ａ側に付勢されている。本体１０の内部１２に流体が流れていない状態（即ち、上流側５と下流側６との圧力差がない状態）においては、弁体３０の第１面３０ａは、段差面１３ａおよび開口部２０の第１面２０ａに密着する。これにより、下流側６の異臭が上流側５に流れることを抑制できる。また、弁体３０の第２面３０ｂは、開口部２０の第２面２０ｂと僅かに離間して対向する。

次に弁体３０の逆流防止作用について図２を基に説明する。管路６０の下流から本体１０に向かって大量の流体が流れ込み、本体１０の下流側６の圧力が高まった状態を逆流防止状態とする。逆流防止状態において、本体１０の下流側６は圧力が高まっており、弁体３０の第１面３０ａは、開口部２０の第１面２０ａおよび段差１３の段差面１３ａに確実に密着する。開口部２０の第１面２０ａおよび段差１３の段差面１３ａは、弁体３０に対する弁座として機能し、下流側６から上流側５への流体の逆流を抑制できる。

一方、本体１０の上流側５から下流側６に流体が流れる順流状態について、図３を基に説明する。本体１０の上流側５に流体が達すると、流体の圧力によって、弁体３０は露出部３２の反対側となる挿入部３１の先端側からめくれ上がる。弁体３０は、開口部２０の湾曲曲線Ｌに沿う方向の両端を軸として、下流側６にめくれ上がる。弁体３０のめくれ上がり量は、流体の流入量によって変わる。上流側５から下流側６への流体の流入が途絶えると、めくれ上がった弁体３０は基の状態（図２に示す逆流防止状態）に戻る。

以上に説明したように、弁体３０は、逆流防止状態において、逆流を確実に抑制できる。また、弁体３０は、順流状態において、上流側５から下流側６への流入を阻害しがたい。加えて、弁体３０は、自身の弾性作用により、順流状態から逆流状態へスムーズに切り替わる。

弁体３０は、低反発素材などの弾性を有するゴム材料等で形成する。弁体３０の素材としては、例えば、ポリウレタン、硬質ウレタン、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、各種フッ素ゴム、ＥＰＤＭ、シリコーンゴム、パーフロロエラストマー、ＰＴＦＥ、ＰＥＥＫ、ＰＡ、ＰＯＭ、ＵＨＭＷ−ＰＥなどを用いることができる。

弁体３０は、上記の弾性を有する材料からなる層に加えて、さらに剛性を高める樹脂材料からなる層を有する多層構造としても良い。即ち、弁体３０は、異なる硬度を有する複数の材質を積層してなるものであってもよい。剛性を高めるための樹脂材料としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）を用いることができる。剛性を高めるための樹脂材料を設けることで、下流側６から弁体３０に加わる流体の圧力に対して、十分な抵抗力を有する弁体３０を低コストで製造できる。また、弁体３０を多層構造にすることで、弁体３０の耐久性を高めることができる。
弁体３０を多層構造とする場合は、弾性を有する材料を弁体３０の第１面３０ａ側に配置することが好ましい。第１面３０ａは、開口部２０の第１面２０ａおよび段差面１３ａに対向する面であるため、第１面３０ａ側に弾性部材を配置することで、弁体３０による密閉性を高めることができる。

弁体３０の硬度は、６０ＨＡ以上９０ＨＡ以下とすることが好ましい。弁体３０の硬度を６０ＨＡ以上とすることで、弁体３０の剛性を十分に確保して、下流側６からの流体の圧力に対して十分な抵抗力を発揮できる。弁体３０の硬度を９０ＨＡ以下とすることで、弁体３０の剛性が過度に高まることを抑制できる。したがって、上流側５から下流側６に流体が流れ、弁体３０が流路を開放するように下流側６にめくれた状態から、スムーズに流路を閉じた状態に戻ることができる。

弁体３０の厚さは、１ｍｍ以上３ｍｍ以下とすることが好ましい。弁体３０を１ｍｍ以上とすることで、弁体３０の剛性を十分に確保して、下流側６からの流体の圧力に対して十分な抵抗力を発揮できる。加えて、弁体３０を１ｍｍ以上とすることで、弁体３０の強度を十分に確保して、流体に混在する固形物などによって弁体３０が破損することを抑制できる。弁体３０を３ｍｍ以下とすることで、弁体３０の剛性が過度に高まることを抑制し、弁体３０の上流側５からの流体の流入に対して、弁体３０の開閉をスムーズにすることができる。加えて、弁体３０を３ｍｍ以下とすることで、弁体３０の重量が重くなりすぎることを抑制し取り扱いを容易にできる上に、弁体３０の材料費を圧縮できる。

止水体５０は、可撓性の材料からなる。止水体５０は、本体１０の外周部１１に一体的に設けられている。即ち、止水体５０は、本体１０の外周部１１に一体成形されているか、圧入されて密着しているか、若しくは、接着剤で固定されている。止水体５０は、本体１０の外周部１１に位置する開口部２０に対応する開口部２５を有し、本体１０の内部１２への弁体３０の挿入を阻害しない。

止水体５０は、可撓性を有するヒダ状の複数の突出部５１を有する。突出部５１は、管路６０（図３参照）に逆流防止装置１を挿入することで、管路６０の内周面６１に押し当てられて弾性変形する。突出部５１は、弾性変形に伴う緊迫力によって、逆流防止装置１を管路６０内に保持すると共に、管路６０の内周面６１と逆流防止装置１の本体１０との間を止水する。

それぞれの突出部５１は、本体１０の径方向に突出し、周方向に沿って延びている。複数の突出部５１は、それぞれ径方向の高さが異なる。複数の突出部５１は、管路６０に挿入する先端側から、突出部５１の高さが低いものから高いものが順番に並んでいる。本実施形態において、逆流防止装置１は、本体１０の下流側６から管路６０に挿入する。したがって、複数の突出部５１は、本体１０の下流側６から上流側５にむかって、突出部５１の高さが高くなっている。

図３に示すように、本実施形態の逆流防止装置１は、高さの異なる８個の突出部５１が設けられている。これらの突出部５１を、下流側６の先端から順に５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ、５１Ｅ、５１Ｆ、５１Ｇ、５１Ｈと符号を付ける。本実施形態において、管路６０の内径は、下流側６の先端から２番目の突出部５１Ｂの外径より大きく、３番目の突出部５１Ｃの外径より小さい。逆流防止装置１を管路６０に取り付けると、３番目の突出部５１Ｃより上流側５に位置する突出部のうち、１つ以上の突出部が、管路６０の内周面６１に変形して密着する。例えば、図３に示す例では、下流側６の先端から３番目の突出部５１Ｃと、４番目の突出部５１Ｄとが、弾性変形して密着する。突出部５１Ｃ、５１Ｄは、弾性変形に伴う緊迫力によって、逆流防止装置１を管路６０内に保持すると共に、管路６０の内周面６１と逆流防止装置１の本体１０との間を止水する。
逆流防止装置１の止水体５０は、複数の突出部５１に設けられている。複数の突出部５１は、径方向に高さが異なり、挿入側から順に径方向の高さが高くなっているために、幅広い管径の管路６０に固定し、止水できる。

本実施形態の逆流防止装置１によれば、本体１０の開口部２０から弁体３０を挿入することで、容易に弁体３０の装着が可能である。また、開口部２０から弁体３０を取り外す作業も容易に行うことができる。
また、本実施形態の逆流防止装置１によれば、弁体３０が湾曲した状態で設定されているために、勾配が急な管路６０に配置した場合であっても、弁体３０が、自重で解放されることがなく、本体１０の内部１２を区画した状態を保つことができる。

また、本実施形態の逆流防止装置１によれば、弁体３０は、上流側５が凸となるように湾曲していることで下流側６からの流体の圧力に対する弁体３０の抵抗力を高めて、逆流を確実に抑制できる。加えて、上流側５からの流体の圧力に対して、容易に弁体３０が屈曲し、上流側５から下流側６への流体の流れを阻害しがたい。

また、本実施形態の逆流防止装置１によれば、弁体３０が本体１０の内部１２に設けられた段差面１３ａに付勢されて密着し、逆流を確実に抑制できる。加えて、下流側６からの異臭が上流側５に立ちのぼることを抑制できる。

また、本実施形態の逆流防止装置１によれば、弁体３０が開口部２０から下流側６に傾斜して配置されていることで、上流側５からの流体の流入に対して、よりスムーズに下流側６に動作して流路を開放でき上流側５から下流側６への流体の流れを阻害しない。

＜開口部の変形例＞
上述した実施形態における開口部２０は、スリット状に形成されていたが、上流側５を凸とする湾曲曲線Ｌに沿って延び、開口部２０の縁において弁体３０を支持するものであれば、その他の形態であっても良い。ここでは、本実施形態に適用可能な変形例の開口部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄについて説明する。
図７（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ開口部２０Ａ〜２０Ｄを示す図である。図７（Ａ）〜図７（Ｄ）は、上述した実施形態における開口部２０を示す図４と対応している。即ち、図７（Ａ）〜（Ｄ）は、図２の視野ＩＶから見た開口部２０Ａ〜２０Ｄの矢視図である。
開口部２０Ａ〜２０Ｄは、図２における開口部２０と同様に、湾曲曲線Ｌに沿った湾曲する形状で本体１０に形成されている。以下、それぞれの変形例について、開口部２０と異なる部分を中心に説明する。

図７（Ａ）に示す開口部２０Ａは、湾曲曲線Ｌに沿うスリット２１Ａと、スリット２１Ａの一部を拡大する矩形開口２２Ａを有する。スリット２１Ａは、スリット２１Ａの幅方向に対向する第１面２０ａと第２面２０ｂを有している。矩形開口２２Ａは、スリット２１Ａの第１面２０ａの長さ方向中央の一定領域から上流側５の方向に広がっている。

図７（Ｂ）に示す開口部２０Ｂは、湾曲曲線Ｌに沿うスリット２１Ｂと、スリット２１Ｂの一部を拡大する矩形開口２２Ｂを有する。スリット２１Ｂは、スリット２１Ｂの幅方向に対向する第１面２０ａと第２面２０ｂを有している。矩形開口２２Ｂは、スリット２１Ｂの第１面２０ａおよび第２面２０ｂの長さ方向中央の一定領域から、それぞれ上流側５および下流側６の方向に広がっている。

図７（Ｃ）に示す開口部２０Ｃは、湾曲曲線Ｌに沿うスリット２１Ｃと、スリット２１Ｃの一部を拡大する円形開口２２Ｃを有する。スリット２１Ｃは、スリット２１Ｃの幅方向に対向する第１面２０ａと第２面２０ｂを有している。円形開口２２Ｃは、スリット２１Ｃの第１面２０ａの長さ方向の中央近傍にのみ形成されている。

図７（Ｄ）に示す開口部２０Ｄは、二等辺三角形のうち底辺を湾曲曲線Ｌに沿って広げた形状を有する。開口部２０Ｄは、湾曲曲線Ｌに沿って延びる第１面２０ａを有する。

以上に説明した開口部２０Ａ〜２０Ｄを採用した場合であっても、逆流防止装置１は、同様の機能を奏することができる。
また、弁体の抜け止め機能を備えた付属品を開口部２０Ａ〜２０Ｄに挿入することで、弁体３０が脱落することを防止しても良い。
さらに、平板状の弁体に対しリブを設けて弁体の剛性を高める場合に、リブの形状に合わせて上述した開口部２０Ａ〜２０Ｄを採用することで、弁体がスムーズに挿入できる。

＜止水体の変形例＞
次に、本実施形態に適用可能な変形例の止水体５２について説明する。
図８は、本体１０とその外周部１１に一体的に設ける止水体５２である。止水体５２は、複数の突出部５３を有する。止水体５２は、上述した実施形態の止水体５０と概略同様の構成を有するが、突出部５３がスリット５４により周方向に分割されている点が異なる。

複数の突出部５３は、上述の実施形態と同様に、管路６０に挿入する先端側から、突出部５３の高さが低いものから高いものが順番に並んでいる。また、それぞれの突出部５３には、複数のスリット５４が設けられており、周方向に分割されている。
管路６０に本体１０を挿入すると、止水体５２の突出部５３が弾性変形して倒れ、弾性変形による緊迫力で本体１０を管路６０内に保持すると共に、本体１０の外周を止水する。突出部５３は、径方向外側に延びているため、突出部５３の先端５５の直径は、根元５６の直径より大きい。突出部５３は、根元５６を支点として先端５５が倒れる。このとき、先端５５の周長と根元５６の周長との差分だけ、先端５５側の部材の余剰分が波打った状態となる虞がある。波打った先端５５と管路６０の内周面６１との間には、隙間が形成されて十分な止水効果が発揮できない虞がある。突出部５３にスリット５４を設けることで、突出部５３が倒れると共に、スリット５４で分割された突出部５３が重なり合った状態となる。これにより、十分な止水性を発揮させることができる。また、突出部５３波打った状態で保持されることがなく、突出部５３に部分的に過大な応力が集中して加わることがない。したがって、長期使用における突出部５３の破損を防止できる。

本体１０の軸方向に沿って前後に並んで配置された突出部５３に設けられたスリット５４同士は、重なり合わないように配置されていることが好ましい。スリット５４が前後に並んで配置していると、スリット５４を抜けて下流側６から上流側５に臭気が達する虞がある。前後に位置する突出部５３のスリット５４同士を本体１０の軸方向から見て重なり合わないように配置することで、臭気が上流側５に達することを抑制できる。

以上に、本発明の様々な実施形態を説明したが、各実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

例えば、上述した実施形態において、湾曲曲線は、一定の曲率半径を有する円弧形状を有していたが、上流側５に凸であれば、円弧形状に限られるものではない。湾曲曲線が円弧形状でない場合には、曲率半径の最小値が１５０ｍｍであることが好ましい。

以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

まず、硬度が５０ＨＡ、６０ＨＡ、７０ＨＡ、８０ＨＡおよび９０ＨＡの何れかのゴム材料からなり、厚さが０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍおよび３．０ｍｍの何れかである円形の弁体３０を用意した。弁体３０は、挿入部３１の湾曲曲線Ｌに沿う長さ（図５における寸法Ｗ）が１１８ｍｍである。
弁体３０は、上述した硬度および厚さを有する全ての組み合わせである２５種類を用意した。

また、図９に示すように、弁体３０を保持するため保持治具７０を用意した。保持治具７０は、樹脂材料からなる厚さ４０ｍｍの板材である。保持治具７０には、開口部２０を模した保持孔７１、７２、７３、７４が設けられている。保持孔７１、７２、７３、７４は、保持治具７０の厚み方向に貫通している。保持孔７１、７２、７３、７４のスリットの幅は、３．５ｍｍであり、保持孔７１〜７４は、弁体３０を挿入することができる。
保持孔７１は、直線状のスリットである。
保持孔７２は、曲率半径１５０ｍｍの湾曲曲線Ｌ２に沿って延びるスリットである。
保持孔７３は、曲率半径１００ｍｍの湾曲曲線Ｌ３に沿って延びるスリットである。
保持孔７４は、曲率半径７０ｍｍの湾曲曲線Ｌ４に沿って延びるスリットである。

次に、上述した２５種類の弁体３０のうち何れか１つを保持孔７１、７２、７３、７４のうち何れか１つに挿入して保持させた。このとき、円形の弁体３０は、中心から半分以上を保持孔７１、７２、７３、７４から飛び出させた状態とした。また、湾曲して保持する保持孔７２、７３、７４に弁体３０を挿入した場合には、弁体３０を下に凸とした状態で、保持した。

次に、保持孔７１、７２、７３、７４のうち何れか１つに保持された弁体３０の、飛び出した部分の先端から１０ｍｍの部位に直径１２ｍｍの円柱を垂直方向下向きに３０ｍｍ／分の速度で降下させて、弁体３０を押圧した。この時の円柱に対する反力のピーク値を最大荷重として測定した。２５種類の弁体３０を４種類の保持孔７１、７２、７３、７４にそれぞれ挿入して、合計１００回（試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１００）の試験を行った。また、この試験は、測定機として、微小強度評価試験機（島津製作所製、ＭＳＴ−Ｉ）に５０Ｎのロードセルを選択して使用した。このとき、微小強度評価試験機の最大荷重の測定範囲は、０．２Ｎ以上、５０Ｎ以下である。

この試験は、図２に示すような逆流防止状態において、下流側６からの流体の圧力に対する弁体３０の抵抗力を測定するものである。即ち、本体１０の開口部２０から弁体３０を挿入し、弁体３０を湾曲した状態で支持して、下流側６から上流側５に逆流しようとする流体の圧力に対する抵抗力を測定するものである。試験結果としての最大荷重が大きいことは、即ち、下流側６からの流体の圧力に対する抵抗力が大きいことを意味する。
本試験では、一般的な逆流圧力と流路の断面形状を鑑みて、最大荷重が０．４Ｎ以上であれば、弁体３０は逆流を抑制するための十分な抵抗力を有するとして試験結果を評価した。

試験結果を表１に示す。表１において、「弁体形状」とは、保持孔７１、７２、７３、７４の何れかによって保持され湾曲する弁体３０の曲率半径を意味する。保持孔７１に保持した場合の弁体形状は、平板である。保持孔７２、７３、７４に保持された場合の弁体形状は、それぞれの曲率半径であるＲ１５０、Ｒ１００、Ｒ７０である。
表１において最大荷重（Ｎ）が「０．２未満」とは、使用した測定機において、測定範囲未満の荷重であったことを示す。

表１において、弁体３０の硬度に着目する。硬度が５０ＨＡ以下の場合には、最大荷重が０．４Ｎ未満となるケースが少なからずあることがわかる。これに対し、硬度が６０ＨＡ以上の場合は、弁体３０の厚さが０．５ｍｍの場合と弁体３０の形状が平板である場合を除いて、最大荷重が０．４Ｎ以上となっており、十分な反力を得ていることがわかる。このことから、硬度を５０ＨＡ以上とすることで、弁体３０の抵抗力を十分に確保できることが確認できた。

表１において、弁体形状に着目する。弁体３０が平板（湾曲していない状態で保持されている）の場合には、硬度が６０ＨＡ以上であっても、最大荷重が０．４Ｎ未満となるケースが多くある。これに対し、弁体をＲ１５０以下で湾曲させている場合には、厚さが０．５ｍｍの場合と硬度５０ＨＡの場合を除いて、最大荷重が０．４Ｎ以上となっており、十分な反力を得ていることがわかる。このことから、弁体３０は、曲率半径１５０ｍｍ以下に湾曲させることが好ましいと確認できた。

表１において、弁体３０の厚さに着目する。弁体３０の厚さが０．５ｍｍの場合には、最大荷重が０．４Ｎ未満となるケースが過半数を占めていることがわかる。これに対して、弁体３０の厚さが１．０ｍｍ以上の場合には、弁体３０の硬度が５０ＨＡである場合と弁体３０の形状が平板である場合とを除いて、最大荷重が０．４Ｎ以上となっており十分な反力を得ていることがわかる。

１…逆流防止装置、５…上流側、６…下流側、１０…本体、１１…外周部、１２…内部、１３…段差、１３ａ…段差面、２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ…開口部、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ…スリット、２２Ａ、２２Ｂ…矩形開口、２２Ｃ…円形開口、３０…弁体、５０、５２…止水体、５１、５３…突出部、５４…スリット、６０…管路、６１…内周面、７０…保持治具、Ｊ…基準線、Ｌ、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４…湾曲曲線、Ｐ…仮想平面、Ｒ…曲率半径、θ…角度

Claims (10)

1. 管路の下流側からの逆流を防止する逆流防止装置であって、
   前記管路の端部内側に挿入する筒状の本体と、
   前記本体の外周部に設けられた開口部から前記本体の内部に挿入される可撓性を有する板状の弁体と、を有し、
   前記開口部は、前記管路の上流側を凸とする湾曲曲線に沿って形成され、
   前記弁体は、前記開口部から一部が前記本体の外周部に露出して配置され前記開口部において前記湾曲曲線に沿って湾曲された状態で支持されている、
   逆流防止装置。
2. 前記本体の内部に段差が設けられ、
   前記段差が、前記湾曲曲線に沿って形成されて下流側を向く面を前記弁体と接触させる、
   請求項１に記載の逆流防止装置。
3. 前記弁体が、前記開口部から前記下流側に向かって傾斜して配置されている、
   請求項１又は２に記載の逆流防止装置。
4. 前記湾曲曲線の曲率半径が、１５０ｍｍ以下である、
   請求項１〜３の何れか一項に記載の逆流防止装置。
5. 前記弁体の硬度が、６０ＨＡ以上９０ＨＡ以下である、
   請求項１〜４の何れか一項に記載の逆流防止装置。
6. 前記弁体が、異なる硬度を有する複数の材質を積層してなる、
   請求項１〜５の何れか一項に記載の逆流防止装置。
7. 前記弁体の厚さが、１ｍｍ以上３ｍｍ以下である、
   請求項１〜６の何れか一項に記載の逆流防止装置。
8. 前記本体の外周部に周方向に沿って一体的に設けられ、可撓性を有するヒダ状の突出部を有する、
   請求項１〜７の何れか一項に記載の逆流防止装置。
9. 径方向の高さが異なる複数の前記突出部を有し、
   前記管路に挿入する先端側から、前記突出部の高さが低いものから高いものが順番に並ぶ、
   請求項８に記載の逆流防止装置。
10. 前記突出部が、スリットにより周方向に分割されている、
    請求項８又は９に記載の逆流防止装置。

Images